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口腔修复体材料的磨损实验研究(2)

时间:2018-03-04 12:38来源:毕业论文
人和动物机体都离不开摩擦学问题。简单的说,人脚和地面有摩擦才可以走路,同样身体内部也有摩擦学现象,比如,各关节之间有摩擦才可以使机体运动


人和动物机体都离不开摩擦学问题。简单的说,人脚和地面有摩擦才可以走路,同样身体内部也有摩擦学现象,比如,各关节之间有摩擦才可以使机体运动等。生物摩擦学就是研究这些内容的科学。生物摩擦学按研究对象可划分为两类:一类是生物体自身的摩擦学,另一类是生物替代体的摩擦学。生物体自身的摩擦学主要研究天然牙、自然关节、心脏瓣膜、管壁、骨骼以及皮肤、毛发等摩擦学现象;生物替代体的摩擦学主要研究人工关节、种植义齿、人工心脏瓣膜(如图1.1、图1.2及图1.3)等磨损机制。而目前有关生物摩擦学的研究中,口腔生物摩擦学(dental bio-tribology) 是生物摩擦学的一个主要分支,它将摩擦学与材料学、物理学、生物化学、流变学,计算机等知识交叉,研究口颌系统、口腔内部及人工植入体或生物代用材料的摩擦学现象。
1.1 典型的人工 1.2典型种植义齿形式 1.3 人工心脏瓣膜
1.2  口腔生物摩擦学
口腔生物摩擦学主要研究舌头、咽喉、嘴唇及牙齿等部位的摩擦与润滑,牙齿的生物摩擦学是口腔生物摩擦学系统中一个很复杂的问题,它涉及物理学、材料学、医学等多门学科,体现在天然牙的磨损、义齿的磨损、牙齿在唾液中的生物润滑行为等。目前对牙齿的生物摩擦学行为研究并不多,但它们的摩擦学行为对人体健康和生活具有重要影响,在口腔修复领域,研究修复各种材料的摩擦性能也是非常重要的[3]。
1.2.1 天然牙的构成及功能           
牙齿是人类身体最坚硬的器官,如图1.4所示,正常成人有28至32个恒牙,排成上下对颌的两排[4]。如图1.5所示,人体天然牙结构从外部观察,由牙冠和牙根构成,其中牙冠与牙根交界处的弧形曲线是牙颈。牙根是固定在牙槽窝内,它是牙体的支持部分,牙冠是发挥咀嚼功能的主要部分,由牙釉质、牙本质和牙髓组成,牙釉质和牙本质的力学性能参数如表1.1。牙本质是构成牙齿的主体部分,含矿物质65%~75%,有机质20%,其余5%~10%为水,牙本质矿化不如牙釉质,但比牙釉质具有更大的弹性。牙釉质是一种半透明高度钙化的组织,主要含有磷酸钙和碳酸钙,是人体中最硬的组织,硬度相当于石英石。牙釉质覆盖在牙冠表面,进行牙齿摩擦磨损研究时,主要是牙釉质的磨损研究。当牙齿脱落或拔除后,用于修复牙体缺损、牙列缺损或缺失,恢复咀嚼、美观、发音等功能制备出的假牙就是义齿。义齿代替天然牙在口中长期行使咀嚼咬合功能,不可避免地会与天然牙产生磨损,本文就义齿材料与天然牙之间的摩擦磨损性能进行研究。综上所述,针对天然牙牙釉质和义齿材料产生的磨损现象,有必要对磨损的特性与机理进行了解。
1.4人体恒牙列结构示意图    1.5人体天然牙结构示意图
表1.1牙釉质和牙本质的力学性能参数
性能    牙釉质    牙本质
杨氏模量(GPa)    20.0-84.2    10.2-15.6
剪切模量(GPa)    29    6.4-9.7
体积模量(GPa)    45-65    3.11-4.38
压强强度(GPa)    0.095-0.386    0.249-0.315
泊松比    0.23-0.30    -0.18
拉伸强度    0.030-0.035    0.040-0.276
剪切强度    0.06    0.012-0.138
努氏硬度    250-500    57-71
密度(Kg/ m3)    2500    2900
1.2.2 磨损特征与机理
1996年,Imfeld将“磨损”定义为由于异物反复与牙齿接触而导致牙齿病理性损耗的机械过程。郑靖[5]的文章中提到,用3个不同的术语来描述牙齿和牙科修复材料的磨损,即上下对颌牙表面的直接接触磨损(Attrition)、食物颗粒存在于牙颌面所导致的非直接接触磨损(Abrasion)以及口腔内化学因素导致的材料损失(Erosion)。温诗铸[6]的书中提到,按照不同的磨损机理,磨损可分为四个基本类型:磨粒磨损、黏着磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损,这也是口腔修复体材料摩擦磨损过程中常见的磨损类型。其中,磨粒磨损作为最普遍的磨损形式,其作用机理是磨粒的犁沟作用,当磨粒沿着一个表面发生磨损行为时,称为二体磨粒磨损,当磨粒存在于两摩擦表面之间成为三体磨粒磨损;黏着磨损是由于黏着结点发生剪切断裂所形成的磨损,分为轻微黏着磨损、一般黏着磨损、擦伤磨损、胶合磨损;表面疲劳磨损是由于循环变化的接触应力使表面疲劳,从而剥落形成凹坑的作用,分为鳞剥和点蚀两种;腐蚀磨损是由于化学或电化学反应而产生的表面损伤。表1.2为口腔修复体材料的磨损机制分类表。 口腔修复体材料的磨损实验研究(2):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_10410.html
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